建築物於迎風面承受風之正壓力,當氣流流至建築物背面,紊流形成負壓力,此效應稱為:
- A逆向煙囪效應
- B正向煙囪效應
- C外部風效應
- D浮力效應
正解 C — 外部風效應
出處:115 年專門職業及技術人員普通考試消防設備人員考試 ·「火災學概要」第 6 題(測驗題共 40 題,另有申論 2 題)
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本題考點
建築物內外壓力差的成因分類,題幹描述的是風壓在迎風面與背風面所造成的壓力分布。
正解理由
空氣流經建築物時,迎風面氣流受阻滯止,動壓轉換為靜壓而形成正壓;氣流繞過屋角與屋頂後發生邊界層分離,背風面出現迴流與紊流區,靜壓低於大氣壓而呈負壓。這種由外界風所造成、隨風速與風向改變的建築物表面壓力分布,稱為外部風效應,它與煙囪效應同為火災時決定煙流方向的主要壓力來源,故選 C。
逐項排除
- (A)
逆向煙囪效應係室外溫度高於室內時,垂直通道內空氣密度較室外大而向下流動所形成的壓力分布,其驅動力是室內外溫差,不是風。
- (B)
正向煙囪效應係室內溫度高於室外時,暖空氣沿垂直通道上升、下層吸入外氣的現象,驅動力同樣是室內外溫差與高度差。
- (C)
迎風面受正壓、背風面因氣流分離與紊流而呈負壓,這組壓力分布由建築物外部的氣流造成,即為外部風效應。
- (D)
浮力效應指火災室內高溫氣體密度變小而上浮,於起火室內形成上方正壓、下方負壓的分布,其驅動力來自燃燒所造成的溫升。
記憶點
溫差造成的是煙囪效應與浮力效應,風造成的迎風正壓、背風負壓則是外部風效應。
深度詳解法規沿革 · 單位換算 · 易混淆對照
建築物內外的壓力差主要來自三個機制:室內外溫差引起的煙囪效應、燃燒高溫引起的浮力效應,以及外界氣流引起的外部風效應;此外機械通風系統的送排風也會造成壓差。外部風效應的物理基礎是柏努利原理,氣流在迎風面滯止,動壓轉換為靜壓,使表面壓力高於大氣壓;氣流繞過屋角與屋頂後發生邊界層分離,背風面形成迴流與紊流區,靜壓低於大氣壓。工程上以風壓係數描述各表面的受壓情形,迎風面為正值、背風面與側面多為負值,而實際壓力與風速的平方成正比,風速加倍則風壓約為四倍。
對火災煙控而言,外部風效應的意義在於它會改變開口的進排氣方向:迎風面的開口成為進氣口,背風面的開口成為排氣口,因此同一層樓若開了不同朝向的窗,就可能形成貫穿整層的氣流,把煙迅速帶往背風側。都市地區的風速隨高度增加,高樓層受外部風效應的影響也隨之明顯,這是高層建築物煙控設計必須把風壓納入考量的原因。
易混淆概念對照:正向煙囪效應發生在室內較暖時,垂直通道內氣流上升,中性帶以下為負壓、以上為正壓,煙易被帶往上層;逆向煙囪效應發生在室外較暖時,通道內氣流下降,壓力分布相反;浮力效應則侷限在起火室與火羽流附近,由燃燒溫升造成,是三者中作用範圍最小但強度最大的一種。外部風效應的驅動力則來自建築物外部的風,與室內溫度無關,這是四個選項的分水嶺。
延伸考點:常見考法包括依壓力分布判斷煙流方向、比較各效應的驅動力來源、中性帶位置隨室內外溫差與開口配置的變化,以及高層建築物中煙囪效應與外部風效應疊加的情形。
內容更新:2026-07-26 · 答案以考選部公布解答為準,本站不修改官方答案 · 詳解引用法條以 115 年(考試當年)條文為準,其後修法請自行留意 · 本詳解僅供國考複習,不構成消防安全設備設計、檢修或法規諮詢建議